Гибель гигантов

В конце мелового периода некогда богатая динозавровая фауна пришла в упадок, и ни один из ее представителей не перешел рубеж между мезозойской и кайнозойской эрами. На протяжении сравнительно короткого промежутка времени вымерли не только крупные сухопутные и морские рептилии, но и целый ряд морских беспозвоночных, в частности аммониты, белемниты и некоторые семейства планктонных фораминифер.

Многие поколения ученых пытались выяснить причину вымирания динозавров и других представителей мезозойской фауны. Высказывались самые различные предположения - от фантастических до вполне реальных, но и до настоящего времени действительные причины этой катастрофы пока еще не установлены. Ясно лишь то, что причиной гибели не могли послужить какие-либо значительные изменения рельефа земной поверхности, так как он даже в конце мела - начале палеогена оставался равнинным.

В меловом периоде динозавры прочно занимали основные жизненные пространства земной поверхности. И вдруг, а это в геологическом смысле произошло почти мгновенно, как по мановению волшебной палочки, они вымерли. Что же случилось? Конечно, динозавры были примитивнее появившихся им на смену млекопитающих. Они обладали менее энергичным обменом веществ и, следовательно, меньшей активностью, а она во многом зависела от солнечного тепла. Однако эволюционные преобразования и замена более прогрессивными группами в ходе геологической истории должны были происходить постепенно, а не внезапно, как это имело место в конце мезозоя.

Внезапное вымирание динозавров могло быть следствием одновременного наложения многих несомненно взаимосвязанных причин. Наиболее важными могли быть изменения пищевых ресурсов или даже состава пищи, концентрации кислорода и углекислого газа в атмосфере, усиление потока космической радиации и т. д.

Рассмотрим подробнее возможность действия перечисленных причин на жизнедеятельность динозавров. В отличие от сменивших их животных динозавры не имели надежной внешней термоизоляции, как, например, птицы (перья) или млекопитающие (волосяной покров, толстый слой жира). По-видимому, они не имели и постоянной температуры крови, вследствие чего им были опасны как перегрев в жаркое время, так и переохлаждение при значительных понижениях температуры воздуха. Поэтому наиболее распространенным объяснением вымирания динозавров принято считать изменение климатических условий на земной поверхности.

Нормальная жизнедеятельность динозавров протекала в тропическом и экваториальном поясах при равномерной высокой влажности с узкими интервалами в колебаниях суточных, сезонных и годовых температур. Понижение среднегодовых температур до 10-15°С привело к утрате активности и даже способности к передвижению и могло быть причиной гибели динозавров, так как их экологическими преемниками были теплокровные млекопитающие, способные переносить значительные колебания температуры среды обитания. Этот температурный фактор гибели динозавров подтверждается установлением на границе мелового и палеогенового периодов сильного похолодания.

Наибольшие снижения температур примерно до 10-12°С имели место в высоких и средних широтах, в результате чего существовавшие там ландшафты сильно видоизменились. Однако динозавровая фауна вряд ли могла перенести столь значительное похолодание. Тем более что в отличие от млекопитающих динозавры были тесно связаны с местами обитания и не приспособлены к активным миграциям. В тропических областях и приэкваториальной части температуры понизились, но не настолько, чтобы они могли так сильно отразиться на жизнедеятельности крупных организмов. Хорошо известно, что даже во время ледниковых эпох, когда материковое оледенение охватывало значительные территории (например, во время максимального оледенения в четвертичном периоде ледяной панцирь в отдельных районах спускался до 52° с. ш.), в экваториальной части продолжал существовать высокотермический режим, хотя ширина экваториального и тропического поясов последовательно суживалась. Следовательно, в конце мелового периода экваториальный и тропический пояса продолжали существовать, и в этих районах должны были сохраниться динозавры. В таком случае могло произойти не глобальное вымирание динозавров, а лишь сокращение их ареалов.

Однако динозавры вымерли почти одновременно как в средних, так и в низких широтах. Возможно, определенную роль в гибели рептилий низких широт сыграла наступившая в связи с понижением температур значительная аридизация климата, которая вызвала сильные изменения ландшафтных условий. В конце мелового периода произошла крупная регрессия и обширные участки земной поверхности освободились от водного покрова. Все это привело к резкому увеличению испаряемости, так же губительному для динозавров, как и понижение температур.

Одной из причин вымирания динозавров могло быть изменение интенсивности солнечной радиации и жесткости космических лучей, которое могло произойти на границе мела и палеогена. Некоторые ученые считают, что резкое увеличение интенсивности и жесткости космического излучения было вызвано вспышкой сверхновой звезды. Оно оказало губительное влияние на формы жизни, связанные с обитанием на открытых пространствах и в верхней толще воды. В этом случае под воздействием космических лучей должны были погибнуть все живые существа. Однако на суше вымерли только крупные рептилии, а мелкие представители - змеи, ящерицы, черепахи, крокодилы - сохранились. Продолжали существование многие обитатели водной среды, в том числе и жившие в зоне морского мелководья - устрицы, брахиоподы, морские ежи и т. д.

Большой интерес среди геологов вызвала оригинальная гипотеза, согласно которой гибель динозавров произошла вследствие мутаций в организме, вызванных сильной радиацией. Резко возросшая интенсивность космических лучей нарушила воспроизводство потомства. Возникает вопрос: если это в действительности было так, то почему бомбардировка жестким излучением оказалась смертельной только для динозавров? Весьма важное опровержение этой гипотезы было получено в процессе специальных исследований костей ископаемых гигантов. Как оказалось, ни кости динозавров, ни их яйца не содержат доказательств повышенной радиоактивности.

Одни ученые усматривали причину гибели динозавров в вирусной эпидемии, а другие считали, что перед гибелью динозавры вдруг стали откладывать яйца с очень толстой скорлупой. В результате этого не все детеныши смогли пробивать скорлупу и рождаемость динозавров резко упала. Однако как в одном, так и в другом случае остается неясным вопрос: почему одновременно вымерли не только наземные, но и водные динозавры?

Как отмечалось выше, динозавры откладывали яйца в теплый песок и под действием определенных температур в них развивались зародыши. Снижение среднегодовых температур и возникновение сезонных и суточных контрастов привело к тому, что яйца не получали необходимого тепла и зародыши в них в конце концов погибали. Поэтому рождаемость динозавров резко снизилась, и в дальнейшем они вымерли.

Недавно была высказана гипотеза, суть которой заключается в том, что динозавры погибли в результате массового отравления алкалоидами покрытосеменных растений. Однако этому предположению противоречит тот факт, что массовое появление покрытосеменных приходится на конец раннемеловой эпохи, а гибель динозавров произошла только в конце позднемеловой эпохи, т. е. примерно через 30-40 млн. лет. Если алкалоиды покрытосеменных были действительно смертельными для динозавров, то они должны были исчезнуть уже в начале позднего мела, однако они продолжали еще долго жить и развиваться. Так что и эта гипотеза не в состоянии объяснить причину массового вымирания динозавров.

Существует еще одна гипотеза, с помощью которой пытаются объяснить гибель динозавров в результате изменения содержания химических соединений и микроэлементов в окружающей среде. Появление новых микроэлементов и соединений могло сильно повлиять на судьбу динозавров. Многие элементы и соединения освобождались при разложении горных пород под воздействием на них природных вод, обогащенных органическими кислотами и углекислым газом. Легкорастворимые вещества при выветривании выносились, а соединения железа (преимущественно гидроокислы железа), алюминия и титана оставались на месте. Известно, что карбонат кальция и фосфаты являются необходимой составной частью скелетных образований животных. Наибольший недостаток этих соединений ощущается в тропическом и экваториальном поясах, т. е. в главном местообитании динозавров. Животный мир современных тропических влажных лесов характеризуется небольшими размерами, что является своеобразной реакцией органического мира на дефицит карбоната кальция и фосфатов. Продолжающееся в течение всей позднемеловой эпохи интенсивное выветривание привело к тому, что почвенные воды и растительность оказались обеднены этими соединениями. Динозавры стали испытывать сильный известковый и фосфатный голод, кости их, не получая в достаточном количестве эти соединения, не могли выдерживать больших нагрузок, что и привело к массовой гибели гигантов.

В процессе интенсивного выветривания нарушился круговорот микроэлементов, играющих большую роль в жизнедеятельности животных. Уменьшение количества натрия в крови вызывало истощение нервной системы, дефицит железа способствовал развитию малокровия, уменьшение иода влекло за собой увеличение щитовидной железы, а нехватка фтора способствовала развитию болезней зубов. Поэтому большой дефицит микроэлементов мог вызвать массовую гибель таких животных, как гигантские ящеры.

Сильное влияние на развитие животных оказывает присутствие в почвенных растворах, корах выветривания и морских бассейнах стронция. Повышение его концентрации приводит к тому, что он замещает кальций в костной ткани. В то же время стронций довольно быстро удаляется из тканей и костей животных, и кости становятся пористыми и хрупкими.

Не менее вредное воздействие на организм животных оказывают и другие элементы. Переход селена из почв и растений в организмы животных приводит к нарушению работы сердца, поражению суставов, выпадению волосяного покрова и т. д. Недостаток кобальта в организме животных вызывает авитаминоз, а меди - малокровие.

Вероятно, в конце мезозоя в силу взаимного наложения многих причин произошла гибель гигантов. Вполне возможно, что главной причиной вымирания динозавров было изменение климата, сопровождаемое последовательными изменениями других природных условий.

В процессе глубоководного бурения в океанах на границе между меловыми и палеогеновыми отложениями был обнаружен тонкий слой глины, обогащенный иридием. В связи с этим американские ученые высказали предположение, что динозавры могли погибнуть в результате отравления иридием и другими тяжелыми металлами. Повышение содержания иридия в породах объясняется столкновением нашей планеты с крупным космическим телом. Недавно слой, содержащий повышенное количество иридия на границе мела и палеогена, обнаружен в Италии, Югославии и СССР.